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Dr. Ulrich Eberl
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Siemens-Lokfabrik in Allach: Schon bei der Herstellung achten die Ingenieure auf höchste
Umweltverträglichkeit und Flexibilität – etwa mit dem Einbau energieeffizienter LED-Signalleuchten.

Siemens-Lokfabrik in Allach: Schon bei der Herstellung achten die Ingenieure auf höchste
Umweltverträglichkeit und Flexibilität – etwa mit dem Einbau energieeffizienter LED-Signalleuchten.

Siemens-Lokfabrik in Allach: Schon bei der Herstellung achten die Ingenieure auf höchste
Umweltverträglichkeit und Flexibilität – etwa mit dem Einbau energieeffizienter LED-Signalleuchten.

Siemens-Lokfabrik in Allach: Schon bei der Herstellung achten die Ingenieure auf höchste
Umweltverträglichkeit und Flexibilität – etwa mit dem Einbau energieeffizienter LED-Signalleuchten.

Zug der Zeit

Lokomotiven sollen wenig Energie verbrauchen und dabei möglichst wenig Schadstoffe ausstoßen - nicht nur im Betrieb, sondern schon bei der Herstellung und später beim Recycling. Ökobilanzen helfen bei der Wahl der umweltschonendsten Konstruktion.

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Siemens-Lokfabrik in Allach: Schon bei der Herstellung achten die Ingenieure auf höchste Umweltverträglichkeit und Flexibilität – etwa mit dem Einbau energieeffizienter LED-Signalleuchten.

"Ideal wäre, wenn man ein paar Schrauben löst, und die ganze Lokomotive in sortenreine Materialien zerfällt."

In der Montagehalle stehen Lokomotiven aufgereiht wie Spielzeugeisenbahnen. Manchen fehlt das Dach, anderen der Führerstand, wieder andere stehen auf provisorischen Gestellen, als würden sie über dem Boden schweben. Martin Leitel deutet auf eine gelbe Lok ohne Dach direkt zu seinen Füßen. "Die geht nach Australien." Dort lege man neuerdings großen Wert auf geringen Energieverbrauch, und deshalb werde diese in "Down Under" die erste E‑Lok mit Energierückspeisung sein. Ihre Bremsenergie, die sie beim Bergabfahren der voll beladenen Züge aus den Kohleregionen im Landesinneren hinab zur Küste gewinnt, speist sie für den Antrieb der bergauf fahrenden leeren Züge zurück ins Netz.

Die schwarze Lok links, so Leitel, sei für eine europäische Leasingfirma bestimmt und enthalte einen Transformator mit einem optimierten Wirkungsgrad. Um diese hohe Effizienz zu erreichen, wurde zusätzliches Kupfer eingebaut, was den Transformator schwerer als vergleichbare Typen macht. Auch wegen dieses Zusatzgewichts musste an anderer Stelle Gewicht eingespart werden. Deshalb habe man das Dach der Lok aus Aluminium gebaut, was wiederum mehr Energie bei der Herstellung verschlinge – ein Zielkonflikt, gibt Leitel zu, der sich aber nach wenigen Betriebsjahren zugunsten des höheren Wirkungsgrads und der Alu-Konstruktion auflöse.

Solche Zielkonflikte sind Martin Leitels täglich Brot. Im Lokomotivenwerk von Siemens Mobility in Allach bei München bearbeitet er technische Angebote, legt also gemeinsam mit den Kunden fest, welche Eigenschaften eine Lokomotive haben soll. Außerdem ist Leitel zuständig für die Ökobilanz der Lokomotiven. Beide Funktionen in die Hände einer Person zu legen, hat sich bewährt. "Die Kunden wollen eine Lok, die höchste Umweltstandards erfüllt", sagt Leitel. Eine Lebenszyklusanalyse sei häufig bereits Voraussetzung, um an Ausschreibungen teilnehmen zu können.

Ökobilanz per Mausklick. Seit 1841 werden in München Lokomotiven gebaut, einst unter dem Namen Krauss-Maffei, der noch heute die Stirnseite der Werkshalle ziert, seit 1999 unter der Regie von Siemens. Viel hat sich seitdem geändert. Sonderten die alten Dampfloks noch Massen an Ruß und Kohlendioxid ab, gelten heute strenge Vorgaben. Nicht nur die Emissionen der bärenstarken Loks während der Fahrt sollen gering sein, auch über ihren gesamten Lebenszyklus sollen sie die Umwelt so wenig wie möglich belasten. Das fängt schon bei der Herstellung an: Wie lässt sich etwa Stahl schweißen, damit bei gleicher Stabilität möglichst wenig Energie verbraucht wird? Und hört bei der Entsorgung auf, für die der Hersteller nach dem Willen des Gesetzgebers bald selbst sorgen muss: Welche Teile lassen sich stofflich wiederverwerten, welche sollten besser zum Zwecke der Energiegewinnung genutzt werden?

Um bei dieser Analyse, auch Materialbilanz genannt, nicht den Überblick zu verlieren, nutzt Leitel eine umfangreiche Datenbank, die viele tausend Teilenummern enthält und zu jedem Bauteil verrät, aus welchen Materialien es besteht. Man erfährt zum Beispiel, dass die linke Tür des Führerhauses einer Lok 87,1 kg wiegt, wovon 68,1 kg Aluminium sind, 6,6 kg Glas und 4,2 kg Elastomere. Hinzu kommen einige weitere Materialien wie Stahl oder Dämmstoffe.

Mit wenigen Mausklicks lassen sich Auswertungen zu bestimmten Baugruppen oder Materialklassen bilden, man erfährt, wie viel Gewichtsanteile jeweils verbaut sind. Zusätzlich hinterlegt ist eine Datenbank, die den Primärenergieverbrauch und den Kohlendioxidausstoß für das jeweilige Material enthält, und zwar nach Herstellungsregion differenziert. Ein Aluminiumblech aus dem an regenerativen Energiequellen reichen Island wird mit deutlich weniger CO2 bewertet als eines aus China, wo der Strom größtenteils aus Kohlekraftwerken stammt.

Die Analyse geht nicht bis zur letzten Schraube, weil der Aufwand riesig wäre – "für die Kleinteile schätzen wir pauschal den Aufwand an Energie und Emissionen", so Leitel. Am Ende zeigen Grafiken, wo die meiste Energie verbraten wird – bei Güterzuglokomotiven eindeutig beim Betrieb, der über die gesamte Lebensdauer von etwa 30 Jahren in Europa je nach Einsatzprofil 200 000 bis 400 000 t CO2 erzeugt. Die Produktion der Lokomotive verursacht dagegen nur etwa 250 t CO2. In der Recyclingphase werden sogar 100 t CO2 eingespart, da die Lokomotive zu über 95 % aus wieder verwertbaren Materialien besteht. Diese Materialen, vor allem Metalle und Kühlmittel, werden dem Stoffkreislauf wieder zugeführt und vermeiden auf diese Weise CO2-Emissionen, die ansonsten für die Neuproduktion nötig wären.

Material auf dem Prüfstand. In der Analyse erkennt Martin Leitel noch Handlungsbedarf: "Wir stellen gerade die gesamte Materialauswahl auf den Prüfstand." Neue Batterien sollen dann ohne Schwermetalle auskommen, Kühlmittel biologisch abbaubar sein, die ganze Konstruktion soll noch recyclinggerechter werden, indem man möglichst auf Verbundstoffe verzichtet. Leitel: "Ideal wäre, wenn man ein paar Schrauben löst, und die Lok in sortenreine Materialien zerfällt."

Nicht jeder Trend ist allerdings so gut wie er klingt. Leichtbau mit Kunst- und Verbundstoffen spart zwar Energie im Betrieb, bereitet aber Probleme beim Recycling, und ist damit nicht automatisch gut für die Umwelt. Außerdem darf die Lok nicht zu leicht sein, "denn sie ist ja die Zugmaschine eines 20- bis 30-mal schwereren Zugs", sagt Leitel. Bei der Frage, ob sich der ganze Aufwand am Ende auch in den Auftragsbüchern niederschlage, ist Martin Leitel zuversichtlich, "auch wenn im preissensiblen Lokomotivmarkt heute noch oft der Kaufpreis entscheidet." Dieser macht aber bei Lokomotiven im Vergleich zum Energiepreis während der Nutzungsdauer nur etwa 15 % aus. Leitel: "Ein 10 % höherer Kaufpreis für eine Lok rechnet sich bereits, wenn sie dafür zwei Prozentpunkte besser im Energieverbrauch ist."